建筑陶瓷污水处理工艺
1、建筑陶瓷生产中污水和污泥的产生环节及性质
建筑陶瓷生产的工艺繁杂，由于需要喷雾干燥、烧制瓷化等步骤，大量输入的新鲜水会被蒸发掉，剩余的大部门污水通过处理后可以回用生产，基本做到零污水外排，主要产生污水的工序如表1。
由表1可以看得，在建筑陶瓷生产过程中，产生的污水种类较多，出于经济效益和环境保护的要求，根据不同的用水要求和污泥回用情况，建筑陶瓷生产企业一般配备水处理：
(1)燃料污水～用于水煤浆、水煤气制备，系统水平衡负输入，污水沉淀后大部分清水回用，少部分浓缩污水排至其他处理池，酚水焚烧处理，污泥主要为煤灰，可回用；
(2)原料污水一用于球磨机、浆池、喷雾塔清洗，除尘器收尘后化浆等，系统水平衡负输入，污水沉淀后清水回用，零外排，污泥主要为陶瓷粉料，可回用制浆；
(3)釉料污水一用于收集施釉线污水，系统水平衡正输出，污水沉淀后清水排至其他处理池，污泥主要为陶瓷釉料，可回用制釉；
(4)冷却定期排水一用于压机、空压机、风机等设备的冷却，定期排水至其他处理池；
(5)脱硫污水一用于喷雾塔和窑炉的烟气脱硫，系统水平衡正输出，污水加碱后大部分循环使用，少部分浓缩污水排至其他处理池，污泥主要成本为石膏，一般外运处理；
(6)磨边、抛光污水～用于磨边机、抛光机的削切、冲洗用水，系统水平衡负输入，零外排，污水沉淀后循环使用，污泥主要为成品陶瓷的碎屑和细粉，一般外运处理；
(7)冲洗清洁污水一用于厂区通用设备及地面冲洗清洁，污水汇人至其他处理池，由于磨边、抛光污水耗水量很高，用水水质要求低，系统水平衡负输入，其他类型的污水外排量较少，故可混入磨边、抛光污水处理池中，补充系统水平衡。污水沉淀后，多数污泥都可回用，主要涉及外运的是脱硫污泥和磨边、抛光污泥，其中脱硫污泥主要为石膏，再利用途径较多；磨边、抛光污泥虽然产生了较多再利用手段，但主要集中在重新烧制建材方面，暂时还没有可普遍推广的方法。建筑陶瓷抛光生产线中，有三个细分工艺会产生污水，分别为磨边、刮平、抛光，表2为通过组合筛和天平(千分之一)实验得出的抛光线污水的一些性质指标的粗略统计。
2、建筑陶瓷污水目前的沉淀处理方式
由于建筑陶瓷大部分用水要求相对较低、系统水平衡负输入，污水仅经过沉淀处理即可回用。悬浮颗粒物在水中的沉淀可分为：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀和压缩沉淀。
目前国内陶瓷污水处理中，循环水量从50～1500m3／h，已有多种沉淀池的应用：
(1)多级人工沉淀池一由多个矩形池体组成，污水自池体上部入口流人，悬浮物主要依靠自身重力自由沉淀；排泥时需要先将池体清水排出，再通过人工与排泥泵合作排泥。自动化程度较低，出水水质差，占地面积大，设备造价很低。
(2)平流式沉淀池一池体呈长方形，污水流入池体后，受入口挡板作用，运动方向改变为斜下方，减少了悬浮物的惯性，伴随着悬浮物的自身重力自由沉淀和絮凝沉淀，使泥水分离；排泥方式主要有刮吸泥机行走中泵吸，或刮泥机刮至集泥斗后用排泥泵排出。自动化程度高，出水水质较好，占地面积大，设备造价较低。
(3)竖流式沉淀池一池体呈上圆柱下圆锥形，污水先进入中心管，然后接触反射板进入池体，该过程中存在着向上和向下运动的悬浮物，相互碰撞致使颗粒增大，不仅有悬浮物的自由沉淀，还有利于形成絮凝沉淀和区域沉淀；由于多数建于地面之上，排泥方式通过静水压力。自动化程度高，出水水质不稳定，占地面积小，设备造价很高。水蒸发量少，适合缺水地区使用。
(4)辐流式沉淀池一池体圆柱形，分为中心和周边进水，平缓坡度的池底，中心一般设有集泥斗，排泥方式为静水压力或排泥泵。自动化程度高，出水水质较好，占地面较积大，设备造价较高。
(5)斜管沉淀池一池体形状类似于平流式，内部设有斜管(多为聚丙烯正六角型)，这些倾斜的平行管将整体的沉淀区分割成一系列浅沉淀层，每两块平行斜板间相当于一个很浅的沉淀池，自有沉淀、絮凝沉淀、区域沉淀、压缩沉淀四种类型的沉淀方式共同作用，从而降低了水力半径和雷诺数Re，增加了比表面积和表面负荷；排泥方式也类似于平流式。能够近10倍的提高平流式沉淀的表面负荷系数，是对现有多级人工、平流式竖流式沉淀池扩容和增效改造的首选途径。自动化程度高，出水水质很好，占地面较积中等，设备造价中等。
(6)高密度沉淀池一由反应区、预沉一浓缩区以及斜管分离区组成，是集絮凝、预沉、污泥浓缩、污泥回流、斜板分离于一体的高效沉淀池。表面负荷和药剂利用率高，在国外应用较多，适合于高浓度、大流量的污水处理，国内现有部分脱硫污水也采用相似工艺处理。自动化程度高，出水水质很好，占地面较积中等，设备造价较高。
建筑陶瓷企业中，现有的污水处理主要是多级人工、平流式沉淀池，大部分采用自用水设备白留至地下池的方式入水，经沉淀后清水直接回用，污泥自沉淀池抽吸至脱水机脱水外运。由于其用水水质要求(ss≤500)与水厂有着很大差别，在循环使用不外排的情况下，处理后清水悬浮物的含量和波动范围要求低于水厂数十倍，但更在乎处理成本和故障程度。
3、建筑陶瓷污水沉淀处理的优化建议
在了解建筑陶瓷污水性质的基础上，为了更高效、经济的运用水循环系统，首先应该根据不同性质的污水进行分类，确定一些基本措施。
(1)单独处理燃料污水，提高有毒物质一酚水的处理效率，避免其进入其他的水处理环节；处理后清水可回用于燃料或原料制备，节约生产工艺中需要蒸发的水新鲜。
(2)单独处理釉料／原料污水，充分利用原料车间内空余的八角浆池等生产池体充当污水收集池，将污水直接回用生产，或污泥和清水分离后回用生产。为了提高泥水分离效果，还可以考虑在浆池内设置便于拆装的沉淀斜管。
(3)根据脱硫工艺设计整厂污水处理目前湿法喷淋方式占世界烟气脱硫设备的80％以上，根据药剂的不同又可分为钙法和双碱法，分别适用于高浓度和低浓度的烟气脱硫，污水处理的方式也不同。
钙法又称石灰一石膏法，脱硫吸收药剂选用石灰，石灰吸收二氧化硫并氧化后形成石膏，通过絮凝沉淀使石膏与石灰浆液分离，石膏外运，浆液回用；该方法运行稳定，回用水质要求低，处理设备简单。
双碱法是使用氢氧化钠或碳酸钠吸收二氧化硫，再使用石灰再生氢氧化钠或碳酸钠的方法；该方法既要把硫酸钠置换为石膏，又要使石膏絮凝沉淀，故需要较为精确的控制水池中pH、硫酸盐等参数，对水处理设备要求较高，水质回用要求也较高，一般需要采用高密度沉淀池才可以达到较好的处理效果。
由于脱硫中涉及药剂配置，除雾器冲洗等用水工艺，大于石膏和蒸发带走的水量，整体体系水平衡一般为正输出，时常需要外排部分浓缩污水。钙法相对污水较少，成分相对简单(石灰一石膏混合液)，可直接回用于脱硫药剂配置或陶瓷原料生产；而双碱法污水由于钠离子的不断积累，需要排水量较大，一般只能外排至其他污水处理池。仅从污水处理角度，钙法较双碱法更易处理，适合于没有抛光线污水处理池的陶瓷企业；而对于有抛光污水处理池的陶瓷企业可以将其作为补充水平衡的部分新鲜水。
(4)抛光线污水分类处理、污泥分类利用
上文提到抛光生产线主要有磨边、刮平、抛光三个会产生污水的生产工艺环节，由于设备都在同一条生产线上，一般将抛光生产线的污水(下称抛光混合污水)汇人同一条水沟，集中处理，这不仅不利于污泥的回用，还对污水处理设备提出了较高的要求。
从污泥回用角度，磨边、刮平污泥的颗粒较粗，可以回用于生产陶瓷砖的底料；抛光杂质较多，颗粒过细，不适合再生产；从污水处理设备角度，磨边污泥颗粒较粗(50％颗粒物大于0．85mm)，比重大(同陶瓷砖，约2．6t／m3)，若使用泵吸会加快磨损和提高故障率，减少污泥泵和脱水机的使用寿命。目前，国内一些较为先进的建筑陶瓷企业，已经将抛光污水分类处理：
1)将抛光污水与刮平、磨边污水的水沟分离，分别流入不同的沉淀池，污泥分类。
2)在磨边污水进入沉淀池之前，设置一沉砂池，用于去除粒径大于0．25mm的颗粒物；可使用机械或人工方式排砂。
3)利用斜管、高密度沉淀池等较新技术，改造原有沉淀池，加强污泥沉淀效果，缩小沉淀池，浓缩污泥浓度。
4、一种新型的陶瓷抛光混合污水沉淀处理池
根据上文中介绍的污水性质、沉淀方式、优化建议，笔者设计出一套适应力强、处理成本和故障率低、自动化程度高、沉淀效果适合的抛光混合污水沉淀处理池。设计工艺见图1。
抛光生产线各工艺可共用一条污水沟，减少建筑成本和占地。进入沉淀池前，设置超细阶梯式自动格栅(0．3～0．9mm)，将污水中较大的颗粒提前分离。这部分颗粒物吸水率低(拥有陶瓷砖特性)，不需脱水，可回用生产或外运。格栅侧边设有溢流堰，保证格栅堵塞或水量较大时，污水能够及时通过。
而后污水先进入两个带有搅拌机的调节池，分别加入PAC和PAM进行脱稳和絮凝。这是利用高密度沉淀池的原理，PAC调节池内，颗粒物在搅拌下与PAC作用，通过两种带电符号相反的胶体颗粒间互相吸引产生的电中和作用使静电斥力消除；脱稳后的细小胶体易于疑聚。当污水再进入PAM调节池时，高分子絮凝剂成分吸附杂质和悬浮微粒，使形成颗粒并逐渐增大；而有机高分子成分通过自身的桥联作用，利用吸附在有机高分子上的活性基团产生网捕作用，网捕其它杂质颗粒一同下沉。
絮凝团聚的颗粒物随污水进入多个串联的斜管沉淀池，在此产生均匀的、较大的矾花，由于流速放缓，悬浮物可快速沉淀。最后一个斜管沉淀池作为储存循环清水池使用。设置一个并联于循环清水池的水池，用于事故或年底检修时排水用，此池主要为达到陶瓷污水排放标准而设。
单个池体尺寸一般为4000mm×4000mm×3600mm，池体数量根据处理量设定。每个池底都为菱台型，池边一定的锥度使污泥汇集、便于提升；在池锥底的位置，设置压缩空气喷吹管，由电磁脉冲阀门控制，定时喷吹，减少底部污泥的压缩沉淀，预防污泥板结。
5、结论
根据对建筑陶瓷污水的性质和现有处理手段分析，得出以下结论：
(1)各类污水应分类处理，分离其有毒物质，提高处理后的水回用率；
(2)在陶瓷烟气湿法喷淋脱硫的污水处理方面，钙法相对双碱法简单，排水量少，适合于不具备抛光线污水处理池的陶瓷企业；
(3)抛光线污水的分类处理，有利于提高污泥回用率，减少污水处理工程的投入，延长污水处理设备的使用寿命；
(4)提出一种新型的陶瓷抛光混合污水沉淀处理池，为陶瓷污水处理提出实际指导。
（来源：广东科达洁能股份有限公司）